JP6484292B2 - Compressed air cooling method and compressed air cooling device - Google Patents
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Description
本発明は、例えばエアコンプレッサ等から供給されたエアータンク内の圧縮空気を気液分離器へ供給する際に好適で、冷凍式エアードライヤを廃し、圧縮空気を簡単かつ安価な方法で冷却して除湿ないし乾燥状態を形成し、この乾燥空気を気液分離器へ供給して気液分離を高精度かつ能率良く行ない、これを使用するエアーツールの故障や機能低下を防止するとともに、気液分離器を屋内外の所望位置に簡便かつ安全に設置できるようにした、圧縮空気の冷却方法および圧縮空気の冷却装置に関する。 The present invention is suitable for supplying compressed air in an air tank supplied from, for example, an air compressor to a gas-liquid separator. The refrigeration air dryer is eliminated, and the compressed air is cooled by a simple and inexpensive method. Form a dehumidified or dry state, supply this dry air to the gas-liquid separator to perform gas-liquid separation with high accuracy and efficiency, and prevent the air tool that uses it from malfunctioning or function deterioration, and gas-liquid separation TECHNICAL FIELD The present invention relates to a compressed air cooling method and a compressed air cooling apparatus that can easily and safely be installed in a desired position indoors and outdoors.
エアコンプレッサから吐出された圧縮空気には水や油分が混在し、この圧縮空気をエアードライバーやインパクトレンチ、塗装ガン等のエアーツールへ供給すると、空気導管の内部が錆たり、エアーツール内部の構成部品が錆びて機能が低下し故障を起こす惧れがあるため、圧縮空気の吐出管路にエアードライヤである気液分離器を取付けて水分を除去し、乾燥した圧縮空気をエアーツールへ供給するようにしている。 The compressed air discharged from the air compressor contains water and oil, and if this compressed air is supplied to an air tool such as an air driver, impact wrench, or paint gun, the inside of the air conduit will rust, or the internal structure of the air tool Since parts may rust and malfunction and may cause malfunctions, a gas-liquid separator as an air dryer is attached to the compressed air discharge line to remove moisture, and dry compressed air is supplied to the air tool. I am doing so.
前記気液分離器は、例えば中空円筒体の上部に内部に連通する上カバーを取付け、該カバーの両側に設けた入口通路と出口通路に圧縮空気の管路を形成する導管をねじ込み、中空円筒体の内部に中空円筒状の仕切管を配置し、該仕切管の内部に凸部と凹み空間とこれらを貫通する透孔を形成した気液分離部材である複数の仕切り構造を積み重ねて配置している。
そして、前記入口通路から中空円筒体内に導入した圧縮空気を、複数の仕切り構造の下方に導いて透孔から噴出し、その断熱膨張により凝結した水分を中空円筒体の下端部に設けたドレン孔(図示略)から排出し、水分を除去し乾燥した空気を出口通路から排出して、エアーツール側へ供給するようにしている(例えば、特許文献1参照)。
The gas-liquid separator is, for example, attached with an upper cover communicating with the inside of the upper part of the hollow cylindrical body, screwed in a conduit that forms a compressed air conduit in the inlet passage and the outlet passage provided on both sides of the cover, A hollow cylindrical partition pipe is arranged inside the body, and a plurality of partition structures which are gas-liquid separation members in which convex portions, recessed spaces, and through holes penetrating them are formed are stacked and arranged inside the partition pipe. ing.
Then, the compressed air introduced into the hollow cylindrical body from the inlet passage is guided to the lower side of the plurality of partition structures and ejected from the through-hole, and the water condensed by the adiabatic expansion is provided at the lower end of the hollow cylindrical body. The air that has been discharged from (not shown), removed moisture, and dried is discharged from the outlet passage and supplied to the air tool (see, for example, Patent Document 1).
しかし、前記気液分離器は圧縮空気の吐出管路に介挿して使用され、その吐出管路は通常は工場等の屋内に配置されているため、気液分離器の設置位置や利用箇所が限られてしまう問題があった。
また、吐出管路の上流または中流側に気液分離器を介挿して気液分離しても、エアーツールへ供給する際は周辺の空気温度によって再度水分が凝縮して混入し、当初の気液分離状態が低下して水分が混在した圧縮空気をエアーツールへ供給してしまい、エアーツールが故障したり機能が低下し、また塗装ガンにおいては所期の塗装が不可能になって使用不能に陥る等の問題があった。
However, since the gas-liquid separator is used by being inserted into a discharge pipe for compressed air, and the discharge pipe is usually arranged indoors in a factory or the like, the installation position and use location of the gas-liquid separator are There was a limited problem.
In addition, even if gas-liquid separation is performed by inserting a gas-liquid separator upstream or midstream of the discharge pipe, when water is supplied to the air tool, moisture is condensed and mixed again due to the ambient air temperature. Compressed air mixed with moisture due to a drop in the liquid separation state is supplied to the air tool, causing the air tool to fail or fail in function. There was a problem such as falling into.
ところで、気液分離器によって圧縮空気を能率良く高精度に気液分離する場合は、冷却し乾燥した圧縮空気を気液分離器へ供給することが望しく、この要請に応ずるものとして、例えばエアコンプレッサの圧縮空気を冷凍式エアードライヤへ送り込み、該冷凍式エアードライヤは、エアードライヤ本体ケース内に、圧縮機と凝縮器と冷却器からなる冷凍回路を配置し、その冷却室に前記圧縮空気を送り込んで冷却し乾燥するようにしたものがある(例えば、特許文献2,3参照)。
By the way, when the compressed air is efficiently and accurately separated by the gas-liquid separator, it is desired to supply the cooled and dried compressed air to the gas-liquid separator. Compressed air from the compressor is sent to a refrigeration air dryer. The refrigeration air dryer has a refrigeration circuit including a compressor, a condenser, and a cooler arranged in the air dryer body case, and the compressed air is supplied to the cooling chamber. Some have been fed, cooled and dried (see, for example,
しかし、冷凍式エアードライヤは設置に費用が掛かる上に、エアーツールの使用時は冷凍式エアードライヤを終始駆動するため、その運転費用が膨大になるという問題があった However, the refrigeration air dryer is expensive to install, and when the air tool is used, the refrigeration air dryer is driven all the time.
そこで、前記問題を解決するものとして、エアードライヤの内部に冷凍回路を構成する第1および第2熱交換器を配置し、これらの熱交換器に冷媒を供給し、第1熱交換器に導入した冷却水を冷却して第2熱交換器へ導入し、この第2熱交換器に圧縮空気を導入し、
該圧縮空気を前記冷却水で冷却するようにしたエアードライヤがある(例えば、特許文献4参照)。
In order to solve the above problem, the first and second heat exchangers constituting the refrigeration circuit are arranged inside the air dryer, the refrigerant is supplied to these heat exchangers, and the refrigerant is introduced into the first heat exchanger. Cooling the introduced cooling water and introducing it into the second heat exchanger, introducing compressed air into the second heat exchanger,
There is an air dryer in which the compressed air is cooled with the cooling water (see, for example, Patent Document 4).
しかし、このエアードライヤは冷却水の冷却を要し、そのための第1および第2熱交換器を備えた冷凍回路の設置を要して、その設備費とその運転費用が嵩む等の問題があった However, this air dryer requires cooling of the cooling water and requires the installation of a refrigeration circuit including the first and second heat exchangers for that purpose, resulting in problems such as increased equipment costs and operating costs. The
また、圧縮空気を水冷する他の手段として、エアコンプレッサの圧縮空気を導入する圧縮空気管を冷却水槽に配管し、該冷却水槽の底部に水冷式アフタークーラーを設け、該アフタークーラーに圧縮空気を導入して冷却し、冷却した圧縮空気を併設した冷凍式エアードライヤへ導き、その冷凍配管によって圧縮空気を更に冷却するようにしたものがある(例えば、特許文献5参照)。 As another means for cooling the compressed air with water, a compressed air pipe for introducing the compressed air of the air compressor is provided in the cooling water tank, a water-cooled aftercooler is provided at the bottom of the cooling water tank, and the compressed air is supplied to the aftercooler. There is one that is introduced and cooled, and the cooled compressed air is led to a refrigerating air dryer, and the compressed air is further cooled by the refrigerating pipe (see, for example, Patent Document 5).
しかし、この装置は水冷式アフタークーラーの他に冷凍式エアードライヤの併設を要し、それらの設備費が嵩む上にその運転費用が嵩み、しかも圧縮空気の冷却に時間が掛かる等の問題があった。 However, this device requires a refrigeration air dryer in addition to the water-cooled aftercooler, which increases the equipment costs and the operating costs, and also takes time to cool the compressed air. there were.
本発明はこのような問題を解決し、例えばエアコンプレッサ等から供給されたエアータンク内の圧縮空気を気液分離器へ供給する際に好適で、冷凍式エアードライヤを廃し、圧縮空気を簡単かつ安価な方法で冷却して乾燥し、この乾燥空気を気液分離器へ供給して気液分離を高精度かつ能率良く行ない、その使用側のエアーツールの故障や機能低下を防止するとともに、気液分離器を屋内外の任意の位置に簡便かつ安全に設置できるようにした、圧縮空気の冷却方法および圧縮空気の冷却装置を提供することを目的とする。 The present invention solves such a problem and is suitable for supplying compressed air in an air tank supplied from an air compressor or the like to a gas-liquid separator. Cooling and drying by an inexpensive method, this dry air is supplied to the gas-liquid separator to perform gas-liquid separation with high accuracy and efficiency, preventing malfunction and functional deterioration of the air tool on the use side, and It is an object of the present invention to provide a compressed air cooling method and a compressed air cooling device that allow a liquid separator to be easily and safely installed at an arbitrary position indoors and outdoors.
請求項1の発明は、冷却水を収容した冷却槽内に圧縮空気を導入する空気導入管を配管し、前記圧縮空気を冷却する圧縮空気の冷却方法において、前記空気導入管を最上段の扁平な中空筒状のエアーチャンバに連通し、該最上段のエアーチャンバの下方に扁平な中空筒状の複数のエアーチャンバを離間して配置し、この複数のエアーチャンバの上下面の互いに直径方向位置に導管を上下に突設し、該導管を上下のエアーチャンバに連通して配置し、圧縮空気を空気導入管または導管からエアーチャンバへ導入する際に断熱膨張させて冷却し、圧縮空気をエアーチャンバ毎に繰り返し冷却し、従来の単純な冷却槽に比べ高精度に冷却し冷却効果を向上するようにしている。
請求項2の発明は、最下流側のエアーチャンバの出口側の導管に、該導管よりも大径の内径を有する冷却管を接続し、該冷却管を冷却槽内の下部にコイル状に捲回して配置し、圧縮空気を前記導管から冷却管へ導入する際に断熱膨張して冷却し、エアーチャンバを移動して冷却した圧縮空気を冷却管に導入して更に冷却するようにしている。
The invention of
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請求項3の発明は、エアーチャンバの横断面形状を円形または矩形に形成し、冷却精度の異なるエアーチャンバを用意し、これを使用に応じて選択し得るようにしている。
請求項4の発明は、横断面形状が円形のエアーチャンバの内側面に沿って圧縮空気を移動させ、圧縮空気を速やかに冷却するようにしている。
請求項5の発明は、横断面形状が矩形のエアーチャンバの内側面に沿って圧縮空気を移動させ、圧縮空気の移動を抑制し圧縮空気の一部を四隅に滞留させて木目細かに冷却し得るようにしている。
請求項6の発明は、エアーチャンバ内の上面から導入した圧縮空気を該エアーチャンバ内の下面に吹き付け、圧縮空気中の水分を除去し、除湿ないし乾燥した圧縮空気を容易に作製するようにしている。
According to a third aspect of the present invention, the cross-sectional shape of the air chamber is formed in a circular shape or a rectangular shape, air chambers having different cooling accuracy are prepared, and this can be selected according to use.
The invention of
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According to a sixth aspect of the present invention, compressed air introduced from the upper surface in the air chamber is blown to the lower surface in the air chamber, moisture in the compressed air is removed, and dehumidified or dried compressed air is easily produced. Yes.
請求項7の発明は、エアーチャンバの上面の一側端部に導管を接続し、エアーチャンバの下面の一側端部に排出側の導管を接続し、エアーチャンバ内における圧縮空気の冷却作用と除湿ないし乾燥作用を長時間確保し、それらの効果を増進するようにしている。
請求項8の発明は、冷却管の最下流部に該冷却管よりも大径の内径を有する冷却管を下流側に接続し、前記最下流部の冷却管から下流側の冷却管へ圧縮空気を導入する際に断熱膨張して冷却し、エアーチャンバ直下の冷却管を移動して冷却した圧縮空気を、下流側の冷却管へ導入して更に冷却するようにしている。
請求項9の発明は、最下流部の冷却管の下流側に配置する冷却管を冷却槽内の側面に沿って上向きの直線状に配管し、その下流部を冷却槽の外側へ配管し、冷却槽内のスペースを有効に利用するようにしている。
請求項10の発明は、冷却槽と、該冷却槽の外側に配置する気液分離器を収納したドライボックスとを密接して配置し、冷却槽とドライボックスを離間して配置する場合に比べ、それらの設置スペースをコンパクトにし、その配管作業を合理化するとともに、冷却槽からドライボックスへ冷却した圧縮空気を移動する際の熱損失を低減するようにしている
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請求項11の発明は、冷却水を収容した冷却槽内に圧縮空気を導入する空気導入管を配管し、前記圧縮空気を冷却可能にした圧縮空気の冷却装置において、前記空気導入管を最上段の扁平な中空筒状のエアーチャンバに連通して配置し、該最上段のエアーチャンバの下方に扁平な中空筒状の複数のエアーチャンバを離間して配置し、この複数のエアーチャンバの上下面の互いに直径方向位置に導管を上下に突設し、該導管を上下のエアーチャンバに連通して配置して配置し、圧縮空気を空気導入管または導管からエアーチャンバへ導入する際に断熱膨張させて冷却可能に設け、圧縮空気をエアーチャンバ毎に繰り返し冷却し、従来の単純な冷却槽に比べ高精度に冷却して冷却効果を向上するようにしている。
請求項12の発明は、最下流側のエアーチャンバの出口側の導管に、該導管よりも大径の内径を有する冷却管を接続し、該冷却管を冷却槽内の下部にコイル状に捲回して配置し、圧縮空気を前記導管から冷却管へ導入する際に断熱膨張して冷却可能に設け、エアーチャンバを移動して冷却した圧縮空気を冷却管へ導入して更に冷却するようにしている。
請求項13の発明は、エアーチャンバの横断面形状を円形または矩形に形成し、冷却精度の異なるエアーチャンバを用意し、これを使用に応じて選択し得るようにしている。
The invention of
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According to a thirteenth aspect of the present invention, the air chamber has a cross-sectional shape that is circular or rectangular, and air chambers having different cooling accuracy are prepared and can be selected according to use.
請求項14の発明は、横断面形状が円形のエアーチャンバの内側面に沿って圧縮空気を移動可能にし、圧縮空気を速やかに冷却するようにしている。
請求項15の発明は、横断面形状が矩形のエアーチャンバの内側面に沿って圧縮空気を移動可能にし、圧縮空気の移動を抑制し一部を四隅に滞留させて木目細かに冷却し得るようにしている。
請求項16の発明は、エアーチャンバ内の上面から導入した圧縮空気を該エアーチャンバ内の下面に吹き付け、圧縮空気中の水分を除去可能にし、除湿ないし乾燥した圧縮空気を得られるようにしている。
請求項17の発明は、エアーチャンバの上面の一側端部に導管を接続し、該エアーチャンバの下面の一側端部に排出側の導管を接続し、エアーチャンバ内における圧縮空気の冷却作用と除湿ないし乾燥作用を長時間確保し、それらの効果を増進するようにしている。
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According to the sixteenth aspect of the present invention, compressed air introduced from the upper surface in the air chamber is blown to the lower surface in the air chamber so that moisture in the compressed air can be removed, and dehumidified or dried compressed air can be obtained. .
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請求項18の発明は、冷却管の最下流部に該冷却管よりも大径の内径を有する冷却管を接続し、前記最下流部の冷却管から下流側の冷却管へ圧縮空気を導入する際に断熱膨張して冷却可能に設け、エアーチャンバ直下の冷却管を移動して冷却した圧縮空気を、別の冷却管に導入して更に冷却するようにしている。
請求項19の発明は、最下流部の下流側に配置する冷却管を冷却槽内の側面に沿って上向きの直線状に配管し、その下流部を冷却槽の外側へ配管し、冷却槽内のスペースを有効に利用するようにしている。
請求項20の発明は、各エアーチャンバの底面に複数の支持脚を突設し、該支持脚を直下のエアーチャンバの上面に固定し、複数のエアーチャンバを離間して積重配置し、エアーチャンバの設置をコンパクトかつ容易に行なうようにしている。
請求項21の発明は、冷却槽と、該冷却槽の外側に配置する気液分離器を収納したドライボックスとを密接して設置し、冷却槽とドライボックスを離間して配置する場合に比べ、それらの設置スペースをコンパクトにし、その配管作業を合理化するとともに、冷却槽からドライボックスへ冷却した圧縮空気を移動する際の熱損失を低減するようにしている
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請求項1の発明は、空気導入管を最上段の扁平な中空筒状のエアーチャンバに連通し、該最上段のエアーチャンバの下方に扁平な中空筒状の複数のエアーチャンバを離間して配置し、この複数のエアーチャンバの上下面の互いに直径方向位置に導管を上下に突設し、該導管を上下のエアーチャンバに連通して配置し、圧縮空気を空気導入管または導管からエアーチャンバへ導入する際に断熱膨張させて冷却するから、圧縮空気をエアーチャンバ毎に繰り返し冷却し、従来の単純な冷却槽に比べ高精度に冷却し冷却効果を向上することができる。
請求項2の発明は、最下流側のエアーチャンバの出口側の導管に、該導管よりも大径の内径を有する冷却管を接続し、該冷却管を冷却槽内の下部にコイル状に捲回して配置し、圧縮空気を前記導管から冷却管へ導入する際に断熱膨張して冷却するから、エアーチャンバを移動して冷却した圧縮空気を冷却管に導入して更に冷却することができる。
According to the first aspect of the present invention, the air introduction pipe is communicated with the uppermost flat hollow cylindrical air chamber, and a plurality of flat hollow cylindrical air chambers are arranged separately from the uppermost air chamber. and, projecting conduit up and down with each other the diameter direction position of the upper and lower surfaces of the plurality of air chambers, placed in communication with the conduit upper and lower air chambers, the air inlet tube or conduit or Lae ah compressed air Since cooling is performed by adiabatic expansion when introduced into the chamber, the compressed air is repeatedly cooled for each air chamber, and can be cooled with higher accuracy than the conventional simple cooling tank to improve the cooling effect.
The invention of
請求項3の発明は、エアーチャンバの横断面形状を円形または矩形に形成するから、冷却精度の異なるエアーチャンバを用意し、これを使用に応じて選択することができる。
請求項4の発明は、横断面形状が円形のエアーチャンバの内側面に沿って圧縮空気を移動させるから、圧縮空気を速やかに冷却することができる。
請求項5の発明は、横断面形状が矩形のエアーチャンバの内側面に沿って圧縮空気を移動させるから、圧縮空気の移動を抑制して一部を四隅に滞留させて木目細かに冷却することができる。
請求項6の発明は、エアーチャンバ内の上面から導入した圧縮空気を該エアーチャンバの内の下面に吹き付け、圧縮空気中の水分を除去するから、除湿ないし乾燥した圧縮空気を容易に作製することができる。
In the invention of
A fourth aspect of the present invention may be cross-sectional shape because to move the compressed air along the inner side surface of the circular air chamber, immediately cool the compressed air.
A fifth aspect of the present invention, since cross-sectional shape to move the compressed air along the inner side surface of the rectangular air chambers, partially and suppress the movement of the compressed air to dwell four corners finely grain cooling can do.
In the invention of
請求項7の発明は、エアーチャンバの上面の一側端部に導管を接続し、エアーチャンバの下面の一側端部に排出側の導管を接続するから、エアーチャンバ内における圧縮空気の冷却作用と除湿ないし乾燥作用を長時間確保し、それらの効果を増進することができる。
請求項8の発明は、冷却管の最下流部に該冷却管よりも大径の内径を有する冷却管を下流側に接続し、前記最下流部の冷却管から下流側の冷却管へ圧縮空気を導入する際に断熱膨張して冷却するから、エアーチャンバ直下の冷却管を移動して冷却した圧縮空気を、下流側の冷却管へ導入して更に冷却することができる。
請求項9の発明は、最下流部の冷却管の下流側に配置する冷却管を冷却槽内の側面に沿って上向きの直線状に配管し、その下流部を冷却槽の外側へ配管するから、冷却槽内のスペースを有効に利用することができる。
請求項10の発明は、冷却槽と、該冷却槽の外側に配置する気液分離器を収納したドライボックスとを密接して配置するから、冷却槽とドライボックスを離間して配置する場合に比べ、それらの設置スペースをコンパクトにし、その配管作業を合理化するとともに、冷却槽からドライボックスへ冷却した圧縮空気を移動する際の熱損失を低減することができる。
The invention of
In the invention of
The invention of
The invention of
請求項11の発明は、空気導入管を最上段の扁平な中空筒状のエアーチャンバに連通して配置し、該最上段のエアーチャンバの下方に扁平な中空筒状の複数のエアーチャンバを離間して配置し、この複数のエアーチャンバの上下面の互いに直径方向位置に導管を上下に突設し、該導管を上下のエアーチャンバに連通して配置して配置し、圧縮空気を空気導入管または導管からエアーチャンバへ導入する際に断熱膨張させて冷却可能に設けたから、圧縮空気をエアーチャンバ毎に繰り返し冷却し、従来の単純な冷却槽に比べ高精度に冷却して冷却効果を向上することができる。
請求項12の発明は、最下流側のエアーチャンバの出口側の導管に、該導管よりも大径の内径を有する冷却管を接続し、該冷却管を冷却槽内の下部にコイル状に捲回して配置し、圧縮空気を前記導管から冷却管へ導入する際に断熱膨張して冷却可能に設けたから、エアーチャンバを移動して冷却した圧縮空気を冷却管へ導入して更に冷却することができる
請求項13の発明は、エアーチャンバの横断面形状を円形または矩形に形成したから、冷却精度の異なるエアーチャンバを用意し、これを使用に応じて選択することができる。
In an eleventh aspect of the present invention, the air introduction pipe is disposed in communication with the uppermost flat hollow cylindrical air chamber, and a plurality of flat hollow cylindrical air chambers are separated below the uppermost air chamber. The upper and lower surfaces of the plurality of air chambers are arranged in a diametrical position with respect to the upper and lower surfaces, and the conduits are arranged in communication with the upper and lower air chambers. or because I provided to be cooled by adiabatic expansion when introducing into the conduit or Lae ah chamber, the compressed air repeatedly cooled for each air chamber, the cooling effect by cooling with high accuracy compared to the conventional simple cooling tank Can be improved.
The invention of
請求項14の発明は、横断面形状が円形のエアーチャンバの内側面に沿って圧縮空気を移動可能にしたから、圧縮空気を速やかに冷却することができる。
請求項15の発明は、横断面形状が矩形のエアーチャンバの内側面に沿って圧縮空気を移動可能にしたから、圧縮空気の移動を抑制し一部を四隅に滞留させて木目細かに冷却することができる。
請求項16の発明は、エアーチャンバ内の上面から導入した圧縮空気を該エアーチャンバ内の下面に吹き付け、圧縮空気中の水分を除去可能にしたから、除湿ないし乾燥した圧縮空気を容易に作製することができる。
請求項17の発明は、エアーチャンバの上面の一側端部に導管を接続し、該エアーチャンバの下面の一側端部に排出側の導管を接続したから、エアーチャンバ内における圧縮空気の冷却作用と除湿ないし乾燥作用を長時間確保し、それらの効果を増進することができる。
The invention of
The invention of
According to the sixteenth aspect of the present invention, the compressed air introduced from the upper surface in the air chamber is blown to the lower surface in the air chamber so that the moisture in the compressed air can be removed. Therefore, dehumidified or dried compressed air is easily produced. be able to.
The invention of
請求項18の発明は、冷却管の最下流部に該冷却管よりも大径の内径を有する冷却管を接続し、前記最下流部の冷却管から下流側の冷却管へ圧縮空気を導入する際に断熱膨張して冷却可能にしたから、エアーチャンバ直下の冷却管を移動して冷却した圧縮空気を、下流側の冷却管に導入して更に冷却することができる。
請求項19の発明は、最下流部の下流側に配置する冷却管を冷却槽内の側面に沿って上向きの直線状に配管し、その下流部を冷却槽の外側へ配管したから、冷却槽内のスペースを有効に利用することができる。
請求項20の発明は、各エアーチャンバの底面に複数の支持脚を突設し、該支持脚を直下のエアーチャンバの上面に固定し、複数のエアーチャンバを離間して積重配置したから、エアーチャンバの設置をコンパクトかつ容易に行なうことができる。
請求項21の発明は、冷却槽と、該冷却槽の外側に配置する気液分離器を収納したドライボックスとを密接して設置したから、冷却槽とドライボックスを離間して配置する場合に比べ、それらの設置スペースをコンパクトにし、その配管作業を合理化するとともに、冷却槽からドライボックスへ冷却した圧縮空気を移動する際の熱損失を低減することができる。
In the invention of
The invention of
In the invention of
The invention of
以下、本発明を気液分離器に供給する圧縮空気の冷却とその気液分離に適用した図示の基本形態について説明すると、図1乃至図5において1はエアーコンプレッサで生成した圧縮空気を貯留するエアータンクで、その空気導入管2に調圧弁3を介して円筒状の冷却槽4が配置され、該冷却槽4で冷却し乾燥した圧縮空気を空気導出管5を介し、ドライボックス6に収容した後述する気液分離器へ供給可能にしている。
前記冷却槽4はステンレス鋼板、防錆処理したアルミニウム板等によって大径の円筒体に構成され、これは有底の本体とその上部に被着する蓋体とからなり、本体の底部を地面や床面等の設置面7に可搬可能に設置し、底部を設置面7に接触させて内部に収容する後述の冷却水の冷却を増進させるようにしている。
Hereinafter, the illustrated basic form applied to cooling and gas-liquid separation of compressed air supplied to the gas-liquid separator according to the present invention will be described. In FIGS. 1 to 5,
The
前記冷却槽4の上下端部に給水管8と排水管9とが接続され、それらに開閉弁10,11を取付けて、冷却材である冷却水12または他の冷却媒体を給排可能にしている。
実施形態では圧縮空気の冷却用に安価な水道水等の水を使用しているが、油や海水等の液体、二酸化炭素や窒素等の気体、砂や微粒化した花崗岩等の固体を使用することも可能である。この場合、冷却槽4の冷却時に冷却水12または他の冷却媒体を流通して循環し、その昇温または凍結を防止することが望ましい。
A
In the embodiment, inexpensive tap water or the like is used for cooling the compressed air, but liquid such as oil or seawater, gas such as carbon dioxide or nitrogen, solid such as sand or atomized granite is used. It is also possible. In this case, it is desirable that the cooling
前記冷却槽4の内部に、空気導入管2と同径または縮径したアルミニウム管またはステンレス鋼管製の冷却管13がコイル状に捲回されて配管され、そのコイル状部13aのコイル径は冷却槽4の内径よりも若干小径に形成され、その上部を空気導入管2に連絡し、その下部を冷却槽4の内面に沿って直管状に起立し、該直管部13bの前記コイル状部13aの上端部と同高位置を折り曲げて空気導出管5に連絡している。
前記冷却管13の冷却作用を奏するコイル状部と直管部13bとの長さは、圧縮空気の冷却作用に応じて約20〜50mに設定され、これに応じてコイル状部13aの直径と捲き数を設計している。図中、14は冷却槽4の上端部に設けた可搬用の把手である。
Inside the cooling
The lengths of the coiled portion and the
前記ドライボックス6は冷却槽4から離間して設置され、該ボックス6は有底中空の縦長の筐体に構成され、その周囲を薄肉鋼板製の前面板15と左右側面板16,17、上面板18と底面板19、および後述する背面カバーとで区画して密閉し、この背面カバーを除く各境界部を溶接して構成している。
基本形態のドライボックス6は、縦470〜500mm、横300〜360mm、奥行160〜300mmに形成され、その重量を9〜15kgに構成して持ち運び可能にしている。
The
The
前記ドライボックス6の背面は開口され、この開口部に鋼板製の背面カバー20が着脱可能に取付けられ、ドライボックス6内に収納される後述の気液分離器やドレン器のメンテナンスを至便にしている。
前記ドライボックス6の開口部に臨む左右側面板16,17と、上面板18と底面板19の端縁は断面略L字形に折曲げられ、この折曲げ部16a,17a,18a,19aによって、前記開口部が図5のように額縁状に形成され、これらの折曲げ部16a,17a,18a,19aに背面カバー20を着脱可能にビス止めしている。
The back surface of the
The left and
前記前面板15の上部にテーパ面15aが形成され、該テーパ面15aに一対の圧力計21,22が配置され、これらによって冷却槽4からドライボックス6に導入される圧縮空気の圧力と、後述の気液分離器によって気液分離された圧縮空気の圧力を計測可能にしている。
図中、23は上面板18上に取付けた逆U字形状の把手で、金属棒を逆U字形に折り曲げ、その両端部にネジ部を設け、該ネジ部に上面板18の内側からナット(図示略)をねじ込んで取付けている。
前記底面板19の四隅に脚24が取付けられ、該脚24と一体の螺軸(図示略)を底面板19の四隅に設けたネジ孔(図示略)螺合し、その回動量を加減して設置面7に対する高さを調節可能にしている。
A taper surface 15a is formed on the upper surface of the
In the figure,
前記一方の側面板16の内面の上下位置に、金属製の二つのガイドレール25,26が溶接等によって取付けられ、該ガイドレール25,26は略コ字形断面に形成され、その内部に支持金具27,28の一端が摺動かつ係合可能に取付けられている。
前記ガイドレール25,26の開口縁に一対の係合縁25a,26aが対向して突設され、該係合縁25a,26aに前記支持金具27,28の一端部が摺動かつ係合可能に配置されている。
Two
A pair of engagement edges 25a, 26a are provided to project from the opening edges of the guide rails 25, 26 so that one end portions of the
前記支持金具27,28は同様な横長矩形の各一対の鋼板からなり、これらは中間部に略半円弧状に湾曲形成したホルダ部27a,28aを備え、各一対のホルダ部27a,28aの間に、エア−ドライヤである円筒状の気液分離器29と、ドレン器30を挟持している。
前記支持金具27,28の一端に一対の係止爪27b,28bが上下に突設され、これら各一対の係止爪27b,28bを前記ガイドレール25,26の一対の係合縁25a,26aと係合可能に配置している。
前記支持金具27,28の他端に角軸の連結ピン31,32が装着され、該角軸の螺軸端にナット(図示略)をねじ込んで各一対の支持金具27,28を連結し、各一対のホルダ部27a,28aによる挟持力を形成可能にしている。
The
A pair of locking
The other ends of the
前記気液分離器29は縦長円筒状に形成され、その中空円筒状の本体33の内部に中空円筒状の仕切管(図示略)を同心円状に配置し、該仕切管の内部に通孔を有する駒形の複数の分離体(図示略)を積み重ねて配置している。
前記本体33の上部に、該本体33の内部に連通する上カバー34が取付けられ、該カバー34の両側に入口通路と出口通路(共に図示略)が設けられ、前記入口通路に導入管35の一端が接続され、その他端が導入側の三方ジョイント36に接続されている。
また、前記出口通路に水分を除去し除湿した空気ないし乾燥空気を送り出す排気管37の一端が接続され、その他端が排気側の三方ジョイント38に接続されている。
The gas-
An
In addition, one end of an
そして、気液分離器29内に導入した圧縮空気を前記導入管35を介して、複数の分離体の下方へ導き、これを通孔から噴出させて断熱膨張させ、かつその噴流を直上の分離体に衝突させて、圧縮空気中の水分を凝結し、その凝縮水を本体33の下端部に設けたドレ
ン孔(図示略)から排出し、乾燥した空気を出口通路から後述のエアーツール側へ供給可能にしている。
図中、39は前記三方ジョイント36に接続した圧力計測管で、その他端を圧力計21に接続し、40は前記三方ジョイント38に接続した圧力計測管で、その他端を圧力計22に接続している。
Then, the compressed air introduced into the gas-
In the figure, 39 is a pressure measuring tube connected to the three-way joint 36, the other end is connected to the
前記三方ジョイント36,38に導管41,41の一端が接続され、それらの他端を側面板17の外側に突設したインレット42若しくはアウトレット43に連通している。
前記インレット42とアウトレット43に連結用のカプラ44,45の一端が接続され、該カプラ44の他端に前記空気導入管2に接続したカプラ46が連結され、前記カプラ45の他端に空気供給管47に接続したカプラ48が連結されている。
前記空気供給管47は、エアードライバー、インパクトレンチ、塗装ガン等のエアーツール49に接続され、該エアーツール49に乾燥した圧縮空気を供給可能にしている。
One ends of
One end of
The
また、前記ドレン器30は気液分離器29と同径で短小の円筒状に形成され、その上端部を気液分離器29の下端のドレン孔にねじ込んで水密に接続し、その内部に設けたフィルタ(図示略)によって、ドレンに含まれる錆や油脂分を除去し、清浄なドレンをドレン管50へ排出可能にしている。
前記ドレン管50の先端部は、側面板17の外側に突設したホースエンド51に連通し、該ホースエンド51に接続するドレンホース52からドレンを排出可能にしている。
The
The distal end portion of the
なお、この基本形態では冷却管13をコイル状に捲回しているが、これに限らず冷却管13をジグザグまたはU字状に屈曲し、その占有面積をコンパクト化することも可能である。
In this basic form, the cooling
このように構成した本発明の基本形態に適用した気液分離器用の圧縮空気の冷却方法およびその冷却装置は、冷却槽4とドライボックス6の製作を要する。
このうち、冷却槽4を製作する場合は、有底筒状の中空の本体とこれに被着する蓋体の製作を要し、これらをステンレス鋼板、防錆処理したアルミニウム板等を用いてプレス成形し、本体の内部に冷却管13を収容後、蓋体を本体の上部に被着する。
また、前記本体の下部に排水管9と開閉弁11を取り付け、蓋体の上部に導入管8と開閉弁10を取り付け、蓋体の中央に把手14を取り付ける。
The cooling method and apparatus for cooling compressed air for a gas-liquid separator applied to the basic configuration of the present invention configured as described above requires the manufacture of the
Of these, when the
Further, a
また、前記冷却管13を製作する場合は、空気導入管2と同径または若干縮径したアルミニウム管またはステンレス鋼管を使用して、コイル状部13aと直管部13bとを別々に製作し、これらを溶接等で接続する。前記冷却管13の長さは圧縮空気の冷却温度に応じて約20〜50mに設定し、これをコイル状部13aと直管部13bに分配する。
このうち、コイル状部13aは本体の内径より若干小径のコイル状に捲回し、その捲回数をコイル状部13aの長さに応じて形成し、直管部13bの長さは冷却槽4の高さより若干短く形成する。
When the cooling
Of these, the coiled portion 13a is wound into a coil shape slightly smaller than the inner diameter of the main body, the number of turns is formed according to the length of the coiled portion 13a, and the length of the
そして、本体に冷却管13を組み込み、コイル状部13aの上端部に空気導入管2を接続し、直管部13bの上端部に空気導出管5を接続後、蓋体を本体の上部に被着する。
基本形態では空気導入管2と空気導出管5とを同高位置に配置し、それらの配管作業の簡便化を図るととともに、直管部13bの長さと冷却管13の長さの長尺化を図り、冷却作用を増進させている。
Then, the cooling
In the basic configuration, the
次に、気液分離器の収納装置であるドライボックス6を製作する場合は、鋼板を縦長矩形に切断して前面板15と上面板18と底面板19および背面カバー20を作製し、また鋼板を縦長異形の五角形に切断して側面板16,17を作製する。
そして、前面板15の上部を緩やかに折り曲げてテーパ面15aを形成し、該テーパ面15aに圧力計21,22の取付け穴(図示略)を打ち抜く。
Next, when producing the
Then, the upper portion of the
また、一方の側面板16の背面側の端縁を内側に折り曲げて折曲げ部16aを形成し、その複数個所にビス孔を形成し、前記側面板16の内面の上下位置に断面コ字形のガイドレール25,26を互いに平行に溶接する。
更に、前記他方の側面板17の上部にインレット42とアウトレット43の取付け孔(図示略)を打ち抜き、下部にホースエンド51の取付け孔(図示略)を打ち抜き、背面側の端縁を内側に折り曲げて折曲げ部17aを形成し、その複数個所にビス孔を形成する。
Further, the edge on the back side of one
Further, a mounting hole (not shown) for the
前記上面板18の背面側の端縁を内側に折り曲げて折曲げ部18aを形成し、中間部に一対の通孔を形成し、該通孔に把手23の両端を挿入し、その螺軸端にナット(図示略)を緊締して把手23を取付ける。
前記底面板19は背面側の端縁を内側に折り曲げて折曲げ部19aを形成し、その折曲げ部19aにビス孔を形成するとともに、底面板19の四隅に脚取付け用のネジ孔(図示略)を形成する。
The edge on the back side of the
The
こうして製作した各部材を用いてドライボックス6を組み立てる場合は、前面板15の両側に側面板16,17を配置し、それらの上端に上面板18を載置し、下端に底面板19を配置し、それらの各接合部を溶接して箱体を作製する。
この状況は図5のようで、ドライボックス6の背面側に配置した各折曲げ部16a,17a,18a,19aを額縁状に形成する。
When assembling the
This situation is as shown in FIG. 5, and the bent portions 16a, 17a, 18a, 19a arranged on the back side of the
次に、このようなドライボックス6に気液分離器29とドレン器30を組み込む場合は、気液分離器29の本体33の周面に一対の支持金具27のホルダ部27aを配置して抱持し、該金具27の一端に角軸状の連結ピン31を挿入し、その螺軸端にナットをねじ込んで連結し、本体33の周面を一対のホルダ部27aによって挟持する。
この後、支持金具27の他端をガイドレール27に水平に挿入し、挿入後、垂直に起立させて係止爪27b,27bをガイドレール27の係合縁25a,25aに係合し、気液分離器29を吊り下げる。
Next, when the gas-
Thereafter, the other end of the support fitting 27 is inserted horizontally into the
そして、気液分離器29の下端部にドレン器30の上端部をねじ込み、これらを気密に連結後、前述と同様に一対の支持金具28の係止爪28b,28bをガイドレール26の係合縁26a,26aに係合して、ドレン器30を吊り下げる。
その際、気液分離器29とドレン器30に対する支持金具27,28の取付け位置を上下に調節して、気液分離器29とドレン器30の上下位置を調整し、また支持金具27,28の他端をガイドレール25,26に沿って摺動させて、ドライボックス6内における気液分離器29とドレン器30の前後位置を調整し、同時にそれらと導入管35と排気管37、圧力計測管39,40とドレン管50との接触を防止する。
Then, after screwing the upper end portion of the
At that time, the mounting positions of the
この後、気液分離器33の上カバー34の入口通路に導入管35の一端を取付け、出口通路に排気管37の一端を取付け、それらの他端を三方ジョイント36,38に接続する
一方、前記テーパ面15aに形成した取付け穴(図示略)に圧力計21,22を取付け、その圧力計測管40,39を三方ジョイント36,38に接続し、該ジョイント36,38の一端に導管41,41を接続し、これらにインレット42またはアウトレット43を接続して、これらを側面板17に突設する。
そして、前記インレット42またはアウトレット43の先端部にカプラ44,45を装着し、これらにカプラ46,48を連結して空気導出管5と空気供給管47の先端部を装着する。
Thereafter, one end of the
Then, the
前記ドレン器30の下端にドレン管50の一端を接続し、その他端部をホースエンド51に接続し、該ホースエンド51にドレン溜(図示略)に連絡するドレンホース52を接続する。
また、底面板19の下面の四隅に脚24の螺軸をねじ込み、前記折曲げ部16a,17a,18a,19aに背面カバー20を重合し、これをビス止めしてドライボックス6の背面を閉塞する。
One end of a
Further, the screw shafts of the
こうして組み立てたドライボックス6は、内部に気液分離器29やドレン器30等を配置してそれらを保護しているから、例えばドライボックス6をエアータンク1から離隔した屋外に設置することも可能になり、気液分離器29やドレン器30等をエアーツール49の使用環境に応じて工場の内外へ設置し得る。
Since the
次に、冷却槽4とドライボックス6を設置する場合は、エアータンク1の設置位置とエアーツール49の使用位置とそれらの設置環境に応じて、屋内または屋外に設置する。
例えば前記冷却槽4をエアータンク1と離間する屋内または屋外の平坦な場所に設置し、前記冷却槽4から離間してドライボックス6を屋内または屋外の平坦な場所に設置し、該ドライボックス6から離間してエアーツール49を配置する。
その際、冷却水を導入前の空状態の冷却槽4を、把手14を保持して適宜位置へ持ち運び、所定の設置面7に設置する。また、把手23を保持してドライボックス6を適宜位置へ持ち運び、所定の設置面7に設置する。
Next, when installing the
For example, the
At that time, the
基本形態ではドライボックス6を縦470〜500mm、横300〜360mm、奥行300〜360mmの比較的コンパクトに形成し、その重量を9〜15kgに構成しているから、人力によって容易に持ち運べ、設置の際は脚24を回動操作して高さ調整し、設置面7に安定かつ水平に設置する。
In the basic form, the
この場合、冷却槽4は内部に冷却管13をコイル状に捲回して配置しているから、冷却管をジグザグ状に屈曲して配置する場合に比べ、冷却管13の長尺化と冷却槽4の小形化ないし設置スペースのコンパクト化、並びに冷却能力の向上を図れる。
また、本発明は冷却槽4の他に、冷却水の冷却装置や冷凍回路、冷凍式エアードライヤを要しないから、その分設備費の低減とその稼動費の削減を図れる。
In this case, since the
Further, since the present invention does not require a cooling water cooling device, a refrigeration circuit, or a refrigeration air dryer in addition to the
こうして、冷却槽4とドライボックス6を設置後、エアータンク1と冷却槽4とを空気導入管2を介して接続し、該導管2に調圧弁3を介挿するとともに、冷却槽4とドライボックス6とを空気導出管5を介して接続し、空気導出管5に装着したカプラ46をインレット42側のカプラ44に連結し、更にアウトレット43に装着したカプラ45に空気供給管47側のカプラ48を接続し、該空気供給管47の他端をエアーツール49に接続し、ホースエンド51にドレンホース52を接続する。
Thus, after installing the
このような状況の下で開閉弁10を開弁し開閉弁11を閉弁して、水道水等の冷却水12を給水管8から冷却槽4へ導いて貯留し、内部に配管した冷却管13を冷却水12中に没入させて冷却水12の導入を停止後、エアータンク1内の圧縮空気を空気導入管2を介して冷却槽4へ導入する。
前記圧縮空気は、先ず冷却管13のコイル状部13aに導かれて下方へループ状に移動し、冷却水12によって冷却される。その際、コイル状部13aは直管状やこれを屈曲した配管に比べて長尺で、冷却水12に対する接触面積が大きいから、圧縮空気の冷却が能率良く行なわれ、同時に圧縮空気の飽和蒸気圧が低下して除湿ないし乾燥が促される。
Under such circumstances, the on-off
The compressed air is first guided to the coiled portion 13 a of the cooling
しかも、コイル状部13aでは圧縮空気に遠心力が働き、流速の大きい管中央部の圧縮空気に作用する遠心力は、管内壁付近の流速の小さい圧縮空気に作用する遠心力よりも大
きいため、管中央部の圧縮空気は曲管部の外側へ押しやられ、管内壁付近の圧縮空気は内壁に沿って曲管部の内側に回り込む。
また、コイル状部13aの内壁面の圧力分布は、曲管部の外側が高く内側が低いため、管軸に垂直な断面に外側から内側へ回り込む一対の循環流が生ずる。
したがって、コイル状部13aを移動する圧縮空気は、遠心力による前述の作用と前記一対の循環流によって攪拌を促され、冷却温度が均一かつ一様になる。
Moreover, the centrifugal force acts on the compressed air in the coiled portion 13a, and the centrifugal force acting on the compressed air in the central portion of the pipe having a large flow velocity is larger than the centrifugal force acting on the compressed air having a small flow velocity near the inner wall of the tube. The compressed air at the center of the tube is pushed to the outside of the bent tube portion, and the compressed air near the inner wall of the tube wraps around the inner side of the bent tube portion along the inner wall.
Further, the pressure distribution on the inner wall surface of the coiled portion 13a is such that a pair of circulation flows that wrap around from the outside to the inside in a cross section perpendicular to the tube axis occurs because the outside of the curved pipe portion is high and the inside is low.
Therefore, the compressed air moving through the coiled portion 13a is urged to be stirred by the above-described action by the centrifugal force and the pair of circulation flows, and the cooling temperature becomes uniform and uniform.
こうして、コイル状部13aを移動する圧縮空気は、上部から下方へ移動するにつれて次第に冷却され、その最下位置から直管部13bを上動する間も冷却水12によって冷却されて空気導出管5へ送り出され、一様に冷却し乾燥した圧縮空気がドライボックス6へ導入される。この状況は図4のようである。
Thus, the compressed air that moves through the coiled portion 13a is gradually cooled as it moves downward from the upper portion, and is cooled by the cooling
すなわち、圧縮空気はインレット42からドライボックス6に導入され、導管41から三方ジョイント36を経て導入管35を移動し、上カバー34の入口通路から気液分離器29の内部に送り込まれて気液分離され、また気液分離前の一部の圧縮空気が圧力計測管40に導かれて圧力計22へ移動し、該圧力計22によって導入空気圧が計測されて表示される。
そして、気液分離後の圧縮空気は、上カバー34の出口通路から排気管37へ送り出され、三方ジョイント38から導管41を経てアウトレット43へ移動し、空気供給管47に導かれてエアーツール49へ供給される。
That is, compressed air is introduced from the
The compressed air after the gas-liquid separation is sent from the outlet passage of the
その際、圧縮空気は冷却槽4で冷却され乾燥されて気液分離器29に導入されるから、気液分離器29における気液分離を能率良く速やかに行なえ、また水分を除去した乾燥状態の圧縮空気をエアーツール49へ供給できるから、水分の混入によるエアーツール49の機能低下や内部の錆の発生、故障を防止し得る。
なお、気液分離器29で分離された油脂分、ゴミ等を含む凝縮水はドレン器30に流下し、該ドレン器30内のフィルタ等にろ過されてドレン管50に導かれ、ホースエンド51からドレンホース52を経てドレン溜に排出される。
At that time, since the compressed air is cooled and dried in the
Condensed water containing fats and oils, dust and the like separated by the gas-
一方、気液分離器29やドレン器30および他の構成部材が経時的に機能低下し、または故障して、それらを取替え若しくは整備点検するメンテナンス時は、ビス(図示略)を取外して背面カバー20を取外し、ドライボックス6の背面を開放して、気液分離器29やドレン器30および他の構成部材を取外し新規部材と交換した後、背面カバー20をビス止めして気液分離器29やドレン器30および他の構成部材の機能を復旧させる。
また、圧縮空気の気液分離後、適時、開閉弁11を開弁して冷却槽4内の冷却水12を排出し、冷却水12の汚損や冷却管13表面の異物の付着を防止し、その熱交換の低下を防止する。
On the other hand, the gas-
In addition, after the gas-liquid separation of the compressed air, the on-off
図6乃至図15は前記基本形態の第1乃至第4の応用形態と、本発明の第1および第2の実施形態と、前記基本形態に適用したドライボックスの応用形態と、本発明の応用形態を示し、前述の基本形態と対応する構成部に同一の符号を用いている。
このうち、図6は前記基本形態の第1の応用形態を示し、この応用形態は冷却槽4に配管した冷却管13のコイル状部13aの内径を移動域Z1〜Z3毎に漸増し、圧縮空気を移動域Z1〜Z3毎に断熱膨張させて冷却し、更に冷却槽4に収容した冷却水12によって冷却している。
6 to 15 show the first to fourth application forms of the basic form, the first and second embodiments of the invention, the application form of the dry box applied to the basic form, and the application of the invention. The form is shown and the same code | symbol is used for the structure part corresponding to the above-mentioned basic form.
Among these, FIG. 6 shows a first application form of the basic form. In this application form, the inner diameter of the coiled portion 13a of the cooling
すなわち、この第1の応用形態では移動域Z1のコイル状部13aの内径D1を空気導入管2の内径よりも若干大径に形成し、その下流側の移動域Z2のコイル状部13aの内径
D2を前記上流側の内径D1よりも若干大径(D2>D1)に形成し、その下流側の移動域Z3のコイル状部13aの内径D3を前記上流側の内径D2よりも若干大径(D3>D2)に形
成している。そして、コイル状部13aの最下流部から、その内径D3よりも若干大径の
内径の直管部13bを立ち上げ、その上端部を空気導出管5に接続している。
That is, the first inner diameter D 1 of the coil-shaped portion 13a of the transfer zone Z1 in applications form formed slightly larger than the inner diameter of the
この第1の応用形態では、エアータンク1の圧縮空気を空気導入管2から冷却槽4の上段の移動域Z1のコイル状部13aへ送ると、先ずコイル状部13aの導入部で断熱膨張
して冷却され、この圧縮空気を移動域Z1から中段の移動域Z2のコイル状部13aへ送ると、その境界部で断熱膨張して冷却され、更にこの圧縮空気を移動域Z2から下段の移動
域Z3のコイル状部13aに送ると、その境界部で断熱膨張して冷却される。
そして、前記圧縮空気をコイル状部13aの最下流部から直管部13bへ送ると、その境界部で断熱膨張して冷却され、この圧縮空気を空気導出管5へ送り出してドライボックス6に導入する。
In the first modified embodiment, when sending the compressed air of the
Then, when the compressed air is sent from the most downstream part of the coiled part 13a to the
このようにこの第1の応用形態は、エアータンク1の圧縮空気を冷却槽4に配管した長尺のコイル状部13aを移動させて冷却するとともに、各流路の境界部において断熱膨張させて冷却を促進し、乾燥した圧縮空気をドライボックス6へ導入している。
As described above, in the first application mode, the long coil-shaped portion 13a piping the compressed air of the
図7は前記第1の応用形態の変更使用例を示す第2の応用形態を示し、コイル状部13aの各移動域Z1〜Z3における内径と直管部13bの内径は、前記第1の応用形態と同様に構成している。
この第2の応用形態は冷却槽4を設置面7に立設する代わりに、設置面7に横向きに設置し、その両端部にストッパ54を設けて設置面7に固定し、冷却槽4を安定して設置するとともに、冷却槽4の地上高を抑制し、その直上スペースの有効利用を図るようにしている。
FIG. 7 shows a second application form showing a modified use example of the first application form. The inner diameter of each of the moving zones Z 1 to Z 3 of the coil-shaped part 13a and the inner diameter of the
In this second application mode, instead of standing the
図8および図9は本発明の第1の実施形態に適用した冷却槽を示し、この実施形態は冷却槽4の内部に配管した冷却管13の代わりに、単一または複数の中空のエアーチャンバ55を間隔を置いて上下に配置し、隣接する上下のエアーチャンバ55を小径の内径を有する導管56を介して連通している。
この実施形態のエアーチャンバ55は扁平な中空円筒状に形成され、その上面と下面の直径方向位置に導管56,56を上向きまたは下向きに突設し、上下のエアーチャンバ55に圧縮空気を給排可能にしている。
8 and 9 show a cooling tank applied to the first embodiment of the present invention. In this embodiment, instead of the cooling
In this embodiment, the
そして、各エアーチャンバ55の下面の等角度位置に複数の支持脚57を突設し、該支持脚57を直下のエアーチャンバ55の上面に設置し、これを適宜固定して積み重ねている。
図中、58は冷却槽4の内面下部に固定したコ字形断面のブラケットで、その上部に前記エアーチャンバ55を支持している。
A plurality of
In the figure, 58 is a bracket having a U-shaped cross section fixed to the lower part of the inner surface of the
また、前記冷却槽4の下部に中空室59を設け、該中空室59に管材を複数捲回したコイル状部13aを配置し、該コイル状部13aの内径は導管56の内径よりも若干大径に形成され、その上端部を最下位置の導管56に接続し、下端部をコイル状部13aの内径より若干大径の直管部3bの下端部に接続し、このコイル状部13aの上端部と下端部の各境界部で圧縮空気を断熱膨張させて冷却している。
なお、この第1の実施形態ではコイル状部13aを冷却槽4の下部に配置しているが、冷却槽4の上部に配置しても良く、その場合はコイル状部13aの内径を空気導入管2の内径よりも若干大径に形成する。
Furthermore, the
In the first embodiment, the coiled portion 13a is disposed at the lower part of the
この第1の実施形態では、エアータンク1の圧縮空気を空気導入管2から冷却槽4の最上段のエアーチャンバ55へ送ると、その導入部で断熱膨張して冷却され、同時にエアーチャンバ55内の下面に吹き付けられて圧縮空気中の水分を除去される。
この後、前記圧縮空気は噴口から分流してエアーチャンバ55の内側面に沿って円滑かつ速やかに移動し、前記噴口と対向する導管56から排出されて直下のエアーチャンバ55へ移動する。
In the first embodiment, when the compressed air in the
Thereafter, the compressed air moves smoothly and quickly along the inner side surface of the
前記直下のエアーチャンバ55に導入された圧縮空気は、その導入部で断熱膨張して冷却され、同時にエアーチャンバ55内の下面に吹き付けられて圧縮空気中の水分を除去され、その圧縮空気が導管56から分流してエアーチャンバ55内を側面に沿って円滑かつ速やかに移動し、前記導管56と対向する導管56から排出されて直下のエアーチャンバ55へ移動する。この状況は図9のようである。
Compressed air introduced into the
以後、圧縮空気は順次下方のエアーチャンバ55へ移動し、各エアーチャンバ55で断熱膨張して冷却され、同時にエアーチャンバ55内の下面に吹き付けられて圧縮空気中の水分を除去され、除湿ないし乾燥状態を形成する。
そして、最下段のエアーチャンバ55を移動後、圧縮空気は導管56から直下のコイル状部13aに導入され、その導入時に断熱膨張して冷却され、その最下位置のコイル状部13aの終端部から直管部13bへ移動し、その導入時に断熱膨張して冷却されて前記直管部13bを上昇し、その上端部から空気導出管5へ送り出されてドライボックス6へ導入される。
Thereafter, the compressed air moves to the
Then, after moving through the
このようにこの第1の実施形態は、エアータンク1の圧縮空気を冷却槽4に冷却水12中に配置した、複数のエアーチャンバ55とコイル状部13aと直管部13bを移動させて冷却するとともに、各エアーチャンバ55とコイル状部13aと直管部13bで断熱膨張させて冷却を促進し、また各エアーチャンバ55で圧縮空気をエアーチャンバ55内下面に吹き付けて水分を除去し、除湿ないし乾燥状態を増進した圧縮空気をドライボックス6へ導入している。
この場合、冷却槽4のコイル状部13aを省略してエアーチャンバ55を増設することも可能で、そのようにすることで構成を簡潔にし、冷却能力を向上することができる。
As described above, in the first embodiment, the compressed air of the
In this case, it is possible to add the
図10および図11は本発明の第2の実施形態を示し、この実施形態は第1の実施形態の変形例を示している。この第2の実施形態は第1の実施形態のエアーチャンバ55を扁平な円筒体の代わりに、扁平な方形等の箱体に形成し、その内部の対向位置に一対の導管56,56を上向きまたは下向きに配置している。この場合、前述の応用形態のようにコイル状部13aを冷却槽4の下部または上部に配置しても良い。
10 and 11 show a second embodiment of the present invention, and this embodiment shows a modification of the first embodiment. In the second embodiment, the
この第2の実施形態は、エアータンク1の圧縮空気を冷却槽4に冷却水12中に配置した、複数のエアーチャンバ55とコイル状部13aと直管部13bを移動させて冷却するとともに、各エアーチャンバ55とコイル状部13aと直管部13bで断熱膨張させて冷却を促進し、また各エアーチャンバ55で圧縮空気をエアーチャンバ55内の下面に吹き付けて水分を除去し、除湿ないし乾燥状態を増進した圧縮空気をドライボックス6へ導入している。
In the second embodiment, the compressed air of the
その際、エアーチャンバ55を扁平な方形等の箱体に形成して、空気導入管2または導管56から導入した圧縮空気の一部をエアーチャンバ55の四隅に滞留させて、圧縮空気の移動速度を抑制し、抑制した圧縮空気をドライボックス6へ導入して気液分離器29による気液分離作用を精密かつきめ細かに行なうようにしている。
図11(b)は図11(a)の変形例で、空気導入管2と導管56の位置をエアーチャンバ55の対角線上に配置し、四隅部における滞留の形成を増進させて、前記抑制作用を向上させている。
At this time, the
FIG. 11 (b) is a modification of FIG. 11 (a), in which the positions of the
図12は前記基本形態の第3の応用形態を示し、この応用形態は冷却管13の内径を移
動域Z1〜Z3毎に移動方向に沿って大径管部と細径管部を交互に繰り返し、圧縮空気の断熱膨張と断熱圧縮を交互に行なって圧縮空気の冷却ないし降温と加温を交互に行ない、圧縮空気中の水蒸気の分布を粗密に調整するとともに、大径管部と細径管部を移動する圧縮空気の移動速度を減速または増速して、降温した圧縮空気中の粗状態の水蒸気をゆっくり移動させ、加温した圧縮空気中の密状態の水蒸気を速やかに移動させて、コイル状の冷却管13による攪拌効果と相俟って、圧縮空気中の水蒸気の分布の均一化と安定化を図り、これを気液分離器29へ送り出すようにしている。
FIG. 12 shows a third application form of the basic form. In this application form, the inner diameter of the cooling
すなわち、冷却槽4の上段の移動域Z1の冷却管13の内径D1を空気導入管2の内径よりも増径し、中段の移動域Z2の冷却管13の内径D2を空気導入管2と同径に形成し、下段の移動域Z3の冷却管13の内径D2を上段の移動域Z1の内径D1と同径に形成し、直管部13bの下半分を移動域Z2の内径D3と同径に形成し、直管部13bの上半分を移動域Z1の内径D1と同径に形成し、大管部と細管部を交互に形成している。
そして、移動域Z1で圧縮空気を断熱膨張させて冷却ないし降温し、水蒸気を拡散させ
て粗状態に分布させ、その流速を空気導入管2よりも減速させ、移動域Z2で圧縮空気を
断熱圧縮させて加温し、水蒸気を密集させて分布させ、その流速を増速して圧縮空気中の水蒸気の分布を均一化させる。
That is, the inner diameter D 1 of the cooling
Then, the compressed air is adiabatically expanded in the moving zone Z 1 to cool or cool, diffuse water vapor and distribute it in a rough state, decelerate the flow velocity from the air introduction pipe 2 , and compress the compressed air in the moving zone Z 2. Heating is performed by adiabatic compression, water vapor is concentrated and distributed, and the flow rate is increased to make the water vapor distribution in the compressed air uniform.
この後、移動域Z3で圧縮空気を断熱膨張させて冷却ないし降温し、水蒸気を拡散させ
て粗状態に分布させ、その流速を移動域Z2よりも減速させ、直管部13bの下半部では
圧縮空気を断熱圧縮させて加温し、水蒸気を密集させて分布しその流速を移動域Z3より
も増速して、圧縮空気中の水蒸気の分布を均一化させ、直管部13bの上半部で圧縮空気を断熱膨張させて冷却ないし降温し、水蒸気を拡散させて粗状態に分布させ、その流速を前記下半部よりも減速させて、水蒸気の分布を拡散させて流速を減速させ、圧縮空気中の水蒸気の分布を均一化させる。
Thereafter, the compressed air is adiabatically expanded in the moving zone Z 3 to cool or cool down, and the water vapor is diffused and distributed in a rough state, the flow velocity is decelerated from the moving zone Z 2 , and the lower half of the
このようにこの第3の応用形態は、圧縮空気中の水蒸気の拡散と密集を交互に繰り返し、その移動速度を加減速して水蒸気の分布の均一化を図り、一様に除湿ないし冷却し安定した圧縮空気を気液分離器29へ送り出し、気液分離器29の気液分離作用を安定かつ能率良く行なうようにしている。
この場合、冷却槽4のコイル状部13aを省略してエアーチャンバ55を増設することも可能で、そのようにすることで構成を簡潔にし、冷却能力を向上することができる。
In this way, the third application mode alternately repeats the diffusion and concentration of water vapor in the compressed air, accelerates and decelerates the moving speed to make the water vapor distribution uniform, and stably dehumidifies or cools it. The compressed air thus sent is sent to the gas-
In this case, it is possible to add the
図13は前記基本形態および本発明の第1および第2の実施形態、並びにそれらの応用形態に適用したドライボックスの応用形態を示し、この応用形態はドライボックス6の下部に該ボックス6の底面積よりも広い底面積を有する張出ボックス60を配置し、該ボックス60の下面の四隅に前記脚24と同様な脚53を取付け、ドライボックス6を全体的に小形軽量化するとともに、設置の安定性を向上するようにしている。
また、ドライボックス6の左右の側面板16,17の同高位置にインレット42とアウトレット43を配置し、インレット42を配置した側面板16の下部にホースエンド51を取付け、ドライボックス6の一側に冷却槽4とエアータンク1を配置し、他側にエアーツール49を配置して、ドライボックス6の設置の簡便化と設置スペースのコンパクト化を図るとともに、それらに対する空気導出管5と空気導入管2、空気供給管47の配管の簡潔化を図るようにしている。
FIG. 13 shows the basic form, the first and second embodiments of the present invention, and the applied form of the dry box applied to these applied forms. This applied form is provided at the bottom of the
In addition, an
図14は前記基本形態の第4の応用形態を示し、この応用形態は空気中に配管した空気導入管2と空気導出管5、冷却槽4内の冷却水12中に配管した冷却管13の外周部に放熱フィン61,62突設し、空気導入管2と空気導出管5および冷却管13内を移動する圧縮空気の熱を空気または冷却水12に放熱して、前記圧縮空気の冷却を促進するようにしている。
FIG. 14 shows a fourth application form of the basic form, in which the
図15は本発明の応用形態を示し、この応用形態は冷却槽4とドライボックス6を別々に離間して設置する代わりに、これらを密接して一体的に構成したクール・ドライ装置63を設置している。
前記クール・ドライ装置63は大形の筐体で構成され、その内部を仕切板64で区画し、一方のクール室65を他方のドライ室66よりも大容積に構成し、冷却室65に冷却水12を貯留し、該冷却水12中に冷却管13をコイル状に捲回して配置し、その底部から直管部13bを略垂直に立ち上げ、その上端部をL字状に折り曲げてドライ室66内に配管している。
この場合、クール室65には冷却管13の他に、前述のエアーチャンバ55を複数配置することも可能である。
FIG. 15 shows an application form of the present invention. In this application form, instead of installing the
The cool /
In this case, a plurality of the above-described
一方、他方のドライ室66には導出管5に連通する導入管35の下流に気液分離器29を配置し、その直下にドレン器30を配置し、また気液分離器29の排気管37に空気供給管47を接続し、ドライエアーをエアーツール49へ供給するようにしている。前記導入管35と排気管37に三方ジョイント36,38を介挿し、これらに圧力計21,22に連通する圧力計測管39,40を接続している。
On the other hand, in the other
このように図15に示す応用形態のクール・ドライ装置63は、冷却槽4とドライボックス6を密接して一体的に構成したから、これらを別々に構成し設置する不合理を解消し、設置スペースの低減を図るとともに、クール室65とドライ室66との間の配管を短縮し、その配管作業を容易かつ速やかに行なうようにしている。
As described above, the cool
このように本発明の圧縮空気の冷却方法および圧縮空気の冷却装置は、冷凍式エアードライヤを廃し、圧縮空気を簡単かつ安価な方法で冷却して除湿ないし乾燥状態を形成し、この乾燥空気を気液分離器へ供給して気液分離を高精度かつ能率良く行ない、これを使用するエアーツールの故障や機能低下を防止するとともに、気液分離器を屋内外の所望位置に簡便かつ安全に設置できるから、例えばエアコンプレッサ等から供給されたエアータンク内の圧縮空気を気液分離器へ供給する際に好適である。 As described above, the compressed air cooling method and the compressed air cooling apparatus of the present invention eliminate the refrigeration air dryer, cool the compressed air by a simple and inexpensive method to form a dehumidified or dry state, Supply to the gas-liquid separator to perform gas-liquid separation with high accuracy and efficiency, and prevent failure and functional deterioration of the air tool that uses it, and easily and safely place the gas-liquid separator at the desired position indoors and outdoors. Since it can be installed, it is suitable, for example, when supplying compressed air in an air tank supplied from an air compressor or the like to a gas-liquid separator.
1 エアータンク
2 空気導入管
4 冷却槽
6 ドライボックス
12 冷却水
13 冷却管
13a コイル状部
13b 直管部
DESCRIPTION OF
20 背面カバー
23 把手
29 気液分離器
55 エアーチャンバ
56 導管
60 張出ボックス
61,62 放熱フィン
63 クール・ドライ装置
65 クール室
66 ドライ室
Z1〜Z3 移動域
20
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